ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Химическое равновесие. Рассмотрим как меняется энергия Гиббса веществ при равновесии химической реакции: аА(Г) bВ(Г).Рассмотрим как меняется энергия Гиббса веществ при равновесии химической реакции: аА(Г) bВ(Г). Очевидно, что по мере расходования вещества А его энергия Гиббса будет уменьшаться, а энергия Гиббса конечного продукта будет возрастать. При достижении равновесия энергия Гиббса реакции станет равной нулю: DGреакции = DG продуктов реакции - DG исходных веществ = 0. Для рассматриваемой реакции: DGреакции = b× GB - а× GА = 0 или а×GА = b×GB (24)
При равенстве энергий Гиббса продуктов реакции и исходных веществ движущая сила реакции исчерпана, и реакция останавливается, т.е. парциальные давления всех веществ становятся постоянными и не меняются как угодно долго (при данных условиях). Такое состояние химической системы называется состоянием химического равновесия. Установившиеся при этом парциальные давления веществ называются равновесными. Запишем условие равновесия с учетом уравнений (20) и (24):
. Для нашего случая: . Размерность - Дж или кДж. Соотношение равновесных парциальных давлений - величина для данных условий постоянная и называется константой равновесия (Кр): . Следовательно, можно записать, что:
. (25) Константа равновесия равна отношению произведения равновесных парциальных давлений продуктов реакции и исходных веществ, возведенных в степени, равные стехиометрическим коэффициентам веществ в рассматриваемой реакции. Например, для реакции N2(Г) + 3H2(Г) 2 H3(Г) константа равновесия запишется как где р – равновесные относительные парциальные давления соответствующих веществ.
КР = КС (RT) ∆v , (27)
где R – газовая постоянная, равная 0,082 л×атм/моль×К, если давление выражено в атмосферах, а концентрация в моль/л; ∆ – изменение числа молей газов в результате реакции: ∆ = (b – а) - для приведенной выше реакции.
Например, для реакции синтеза аммиака N2(Г) + 3H2(Г) 2 NH3(Г) ∆ = 2 – (1 + 3) = - 2 и КС = КР(RT) 2. Например, для рассмотренной выше реакции константа равновесия запишется как , где - равновесные концентрации веществ, участвующих в реакции в моль/л. Если реакция идет без изменения объема (количества молей газообразных веществ в результате реакции не меняется), или реакция протекает в растворе, то КР = КС. Например, для реакции N2(Г) + O2(Г) 2 NO(Г), КР = КС. Парциальные давления (концентрации) твердых веществ, принимающих участие в реакции, в выражение константы равновесия не включаются. Например, для реакции
MgCO3(тв) MgO(тв) + CO2(Г), КР = , KС = [CO2]равн.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Глинка, Н.Л. Общая химия: учеб. / Н.Л. Глинка. – М.: КноРус, 2012. 2. Коровин, Н.В. Общая химия: учеб. / Н.В. Коровин. – изд. Академия, 2011, серия: Высшее профессиональное образование.
Вопросы для подготовки к семинару и экзамену 1. Статистические характеристики систем, состоящих из большого числа частиц. Понятие о функции состояния системы и основные свойства таких функций. 2. Первый закон термодинамики. Изобарные и изохорные процессы: внутренняя энергия и энтальпия как функция состояния системы. Стандартное состояние и стандартные значения энергии и энтальпии. 3. Стандартная энтальпия образования вещества. Зависимость энтальпии простого вещества от температуры и агрегатного состояния. 4. Расчет тепловых эффектов химических реакций. Законы Гесса и Лавуазье-Лапласа. 5. Термодинамическая вероятность как мера беспорядка в системе. Уравнение Больцмана. Энтропия как функция состояния системы и характер ее изменения при изменении основных параметров системы (агрегатное состояние, концентрация, объем, давление, температура). 6. Энергия Гиббса. Второй закон термодинамики: направление процесса и критерий равновесия системы. Связь константы химического равновесия с изменением энергии Гиббса. Влияние температуры на направление процесса.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|